Cách vận hành của hộp số tuần tự
Chắc hẳn là bạn đã xem qua bài "Cách vận hành của hộp số tay", rồi bạn cũng đã hiểu hoạt động của các bộ phận bên trong của một hộp số tay điển hình, và bạn biết rằng tại sao các hộp số tay lại dùng sơ đồ số hình chữ "H".
Nếu bạn đã từng đi xe gắn máy, bạn sẽ thấy sơ đồ số của xe gắn máy chẳng giống của xe ô tô tí nào. Trên xe gắn may, bạn vào số bằng cách gẩy cần lên hay xuống bằng các ngón chân. Cách đó làm cho thao tác vào số nhanh hơn rất nhiều. Loại hộp số như vậy được gọi là hộp số tuần tự hay là hộp số sàn tuần tự.
Photo courtesy Derek Smith, Gruppe/5 Automotive
5-speed synchro box, ZF transaxle model 5DS-25-2
Hộp số 5 tốc độ đồng bộ. Hộp số này có một cơ cấu sang số được chế tạo riêng vận hành bởi khí nén và được điều khiển bởi máy tính
Loại hộp số này cũng được sử dụng cho hầu hết các loại xe đua. Hộp số tuần tự mang đến cho các tay đua một số lợi thế quan trọng vốn rất hữu ích trong một chiếc xe đua. Chúng ta sẽ xem xét đến những lợi thế này sau trong bài viết này.
Trong bài này, chúng ta tìm hiểu xem cách vận vành của một hộp tay tuần tự và tại sao loại hộp số kiểu này ngày càng xuất hiện nhiều trên những chiếc xe có tính năng vận hành cao.
Bên trong hộp số
Ở bài viết "Cách vận hành của hộp số tay" đã đề cập đến một khái niệm cơ bản về cơ cấu bên trong của nó. Hộp số tay 5 tốc độ gần như thành tiêu chuẩn trên các xe ô tô ngày nay. Cấu tạo bên trong của nó trông như thế này:
Có 3 càng lừa được điều khiển bởi ba thanh truyền được tác động bởi cần số. Nếu nhìn từ trên xuống, nó trông như hình dưới đây:
Sơ đồ hình chữ "H" cho phép bạn di chuyển cần số qua phải, trái, tới lui.
Một hộp số tay tuần tự hoạt động theo nguyên tắc tương tự. Cũng vẫn có một bộ càng lừa di chuyển nhông cài để gài số. Sự khác biệt duy nhất là cách điều khiển các thanh truyền. Sơ đồ đi số chữ "H" bị loại bỏ và thay vào đó là một kiểu đi số hoàn toàn khác.
Ở các xe đua, thao tác với cần số thường là đẩy tới để tăng số hoặc kéo về để giảm số. Nếu bạn đang ở một số nào đó và muốn tăng lên số lớn hơn (ví dụ từ số 2 sang số 3), bạn đẩy cần số lên phía trước. Để từ số 3 lên số 4 bạn đẩy cần thêm một lần nữa. Từ số 4 lên số 5 bạn lại đẩy thêm phát nữa. Lần nào cũng vậy, chỉ có cùng một thao tác. Để giảm số, từ 5 xuống 4 bạn kéo cần số về phía sau. Ở các dòng xe được sản xuất đại trà của châu Âu, cần số di chuyển tới lui để vào số cao hơn hoặc thấp hơn tương ứng. Ở các xe Công thức Một, có tới 2 cần gạt ở hai bên vô lăng thay vì chỉ có một cần số. Cần gạt bên trái để tăng số, cần gạt bên phải để giảm số. Ở xe hai bánh, bạn cũng thao tác tương tự, nhưng thay vì dùng tay để thao tác cần số thì bạn dùng chân.
Các chuyển động tới lui của cần số làm quay một cái Cam Trụ mà tục gọi là “Heo Số” (ratcheting drum). Heo số trông thế này:
Ta có thể thấy các đường cam rãnh được gia công lõm trên thân của heo số. Các rãnh này có thể làm một trong hai việc sau:
* Nếu heo số nằm cách xa các bánh răng của hộp số, các rãnh này điều khiển các càng lừa chuẩn (standard control rods.)
* Nếu heo số nằm sát với các bánh răng, các rãnh này trực tiếp di chuyển càng lừa, và không cần thanh điều khiển nào cả. Đây dường như là một kỹ thuật phổ biến bởi vì nó có ít chi tiết và gọn gàng hơn.
Như vậy khi bạn gạt cần số, nó làm heo số quay một đại lượng nào đó (ví dụ, 50 độ). Sự chuyển động này tác động lên các thanh điều khiển hoặc càng lừa làm chúng di chuyển theo các đường rãnh trên heo số, qua đó thay đổi các số khác nhau.
Do cấu tạo của heo số, bạn phải vào số theo thứ tự. Không có chuyện sang bỏ số, ví dụ từ số 1 lên số 3. Bạn phải luôn luôn chuyển sang số 2 rồi mới lên số 3. Khi giảm số cũng thế. Lợi thế của hệ thống này là loại bỏ các thao tác sai khi vào số. Bạn luôn luôn phải vào số kế tiếp.
Ưu điểm
Hầu như các xe đua đều dùng hộp số tay tuần tự hơn là hộp số tay chữ "H" là vì 4 lý do chủ yếu sau đây:
1/ Cơ cấu vào số tuần tự nhanh chóng hơn. Ví dụ, để đi từ số 2 lên sô 3 ở hộp số hình chữ "H", bạn phải thao thác cần số bằng cách đẩy cần lên 2 lần (từ số 2 đẩy lên về "mo" rồi đẩy lên nữa vào số 3). Thao tác thế làm mất thời gian. Ở hộp số tuần tự, bạn chỉ đơn giản đẩy cần số lên 1 lần mỗi khi đổi số.
2/ Kiểu vào số tuần tự mang tính nhất quán. Bạn không cần phải nghĩ " Xem nào, mình đang ở số 2, vậy phải đẩy hai cái nữa mới lên số 3". Bạn chỉ cần đơn giản đẩy cần số một lần -- chỉ một thao tác cho tất cả các số.
3/ Vị trí của tay cũng nhất quán. Với kiểu số hình chữ "H", vị trí của cần số luôn thay đổi, vì vậy bạn phải nghĩ xem nên đưa tay ra chỗ nào tùy theo bạn đang đi số mấy. Với hộp số tuần tự, cần số luôn luôn nằm ở một chỗ sẵn sàng cho số tiếp theo.
4/ Hộp số tuần tự không có sự ngạc nhiên. Nếu bạn vào nhầm số với hộp số chữ "H" trong khi đua (ví dụ: gài nhầm vào số 2 trong khi đang định lên số), nhầm lẫn tai hại này có thể làm động cơ nổ tung. Với hộp số tuần tự, điều này không bao giờ xảy ra.
Một ưu điểm khác của hộp số tuần tự là cần số chiếm ít không gian hơn trong cabin xe đua. Bạn chỉ cần không gian để thao tác đẩy/kéo cần số, không cần trái/phải.
Bức ảnh này cho thấy cần số của chiếc Motorola Champ. Cần số nằm bên phải tài xế. Xe này có hộp số tuần tự 6 tốc độ, như vậy thay vì sơ đồ hình chữ "H" ở những hộp số tay bình thường, cần số chỉ di chuyển trên một đường thẳng
Hầu hết các hộp số cho xe đua đều là hộp số tuần tự. Heo số quay bằng tay thông qua một cần số trong buồng lái hoặc quay bằng van điện từ, khí nén hoặc thủy lực được kích hoạt bằng điện tử. Trong trường hợp điện tử, tài xế có một cặp công tắc cần gạt trên vô lăng để điều khiển số mà không cần phải buông tay ra khỏi vô lăng.
Nhờ có các ưu điểm nêu trên mà hộp số tuần tự ngày càng xuất hiện nhiều hơn ở thị trường xe độ đẳng cấp cao. Một hộp số tay tuần tự khác với loại hộp số tự động "Tiptronic". Hệ thống Tiptronic có thể bắt chước cái cần sô của hộp số tuần tự. Tuy nhiên, do hộp số tiptronic về cơ bản là một dạng hộp số tự động, nó vẫn còn cần đến bộ biến mô và thường vào số không nhanh bằng.
----------------
Nguồn: Howstuffworks. Tác giả: Marshall Brain
Chắc hẳn là bạn đã xem qua bài "Cách vận hành của hộp số tay", rồi bạn cũng đã hiểu hoạt động của các bộ phận bên trong của một hộp số tay điển hình, và bạn biết rằng tại sao các hộp số tay lại dùng sơ đồ số hình chữ "H".
Nếu bạn đã từng đi xe gắn máy, bạn sẽ thấy sơ đồ số của xe gắn máy chẳng giống của xe ô tô tí nào. Trên xe gắn may, bạn vào số bằng cách gẩy cần lên hay xuống bằng các ngón chân. Cách đó làm cho thao tác vào số nhanh hơn rất nhiều. Loại hộp số như vậy được gọi là hộp số tuần tự hay là hộp số sàn tuần tự.
Photo courtesy Derek Smith, Gruppe/5 Automotive
5-speed synchro box, ZF transaxle model 5DS-25-2
Hộp số 5 tốc độ đồng bộ. Hộp số này có một cơ cấu sang số được chế tạo riêng vận hành bởi khí nén và được điều khiển bởi máy tính
Loại hộp số này cũng được sử dụng cho hầu hết các loại xe đua. Hộp số tuần tự mang đến cho các tay đua một số lợi thế quan trọng vốn rất hữu ích trong một chiếc xe đua. Chúng ta sẽ xem xét đến những lợi thế này sau trong bài viết này.
Trong bài này, chúng ta tìm hiểu xem cách vận vành của một hộp tay tuần tự và tại sao loại hộp số kiểu này ngày càng xuất hiện nhiều trên những chiếc xe có tính năng vận hành cao.
Bên trong hộp số
Ở bài viết "Cách vận hành của hộp số tay" đã đề cập đến một khái niệm cơ bản về cơ cấu bên trong của nó. Hộp số tay 5 tốc độ gần như thành tiêu chuẩn trên các xe ô tô ngày nay. Cấu tạo bên trong của nó trông như thế này:
Có 3 càng lừa được điều khiển bởi ba thanh truyền được tác động bởi cần số. Nếu nhìn từ trên xuống, nó trông như hình dưới đây:
Sơ đồ hình chữ "H" cho phép bạn di chuyển cần số qua phải, trái, tới lui.
Một hộp số tay tuần tự hoạt động theo nguyên tắc tương tự. Cũng vẫn có một bộ càng lừa di chuyển nhông cài để gài số. Sự khác biệt duy nhất là cách điều khiển các thanh truyền. Sơ đồ đi số chữ "H" bị loại bỏ và thay vào đó là một kiểu đi số hoàn toàn khác.
Ở các xe đua, thao tác với cần số thường là đẩy tới để tăng số hoặc kéo về để giảm số. Nếu bạn đang ở một số nào đó và muốn tăng lên số lớn hơn (ví dụ từ số 2 sang số 3), bạn đẩy cần số lên phía trước. Để từ số 3 lên số 4 bạn đẩy cần thêm một lần nữa. Từ số 4 lên số 5 bạn lại đẩy thêm phát nữa. Lần nào cũng vậy, chỉ có cùng một thao tác. Để giảm số, từ 5 xuống 4 bạn kéo cần số về phía sau. Ở các dòng xe được sản xuất đại trà của châu Âu, cần số di chuyển tới lui để vào số cao hơn hoặc thấp hơn tương ứng. Ở các xe Công thức Một, có tới 2 cần gạt ở hai bên vô lăng thay vì chỉ có một cần số. Cần gạt bên trái để tăng số, cần gạt bên phải để giảm số. Ở xe hai bánh, bạn cũng thao tác tương tự, nhưng thay vì dùng tay để thao tác cần số thì bạn dùng chân.
Các chuyển động tới lui của cần số làm quay một cái Cam Trụ mà tục gọi là “Heo Số” (ratcheting drum). Heo số trông thế này:
Ta có thể thấy các đường cam rãnh được gia công lõm trên thân của heo số. Các rãnh này có thể làm một trong hai việc sau:
* Nếu heo số nằm cách xa các bánh răng của hộp số, các rãnh này điều khiển các càng lừa chuẩn (standard control rods.)
* Nếu heo số nằm sát với các bánh răng, các rãnh này trực tiếp di chuyển càng lừa, và không cần thanh điều khiển nào cả. Đây dường như là một kỹ thuật phổ biến bởi vì nó có ít chi tiết và gọn gàng hơn.
Như vậy khi bạn gạt cần số, nó làm heo số quay một đại lượng nào đó (ví dụ, 50 độ). Sự chuyển động này tác động lên các thanh điều khiển hoặc càng lừa làm chúng di chuyển theo các đường rãnh trên heo số, qua đó thay đổi các số khác nhau.
Do cấu tạo của heo số, bạn phải vào số theo thứ tự. Không có chuyện sang bỏ số, ví dụ từ số 1 lên số 3. Bạn phải luôn luôn chuyển sang số 2 rồi mới lên số 3. Khi giảm số cũng thế. Lợi thế của hệ thống này là loại bỏ các thao tác sai khi vào số. Bạn luôn luôn phải vào số kế tiếp.
Ưu điểm
Hầu như các xe đua đều dùng hộp số tay tuần tự hơn là hộp số tay chữ "H" là vì 4 lý do chủ yếu sau đây:
1/ Cơ cấu vào số tuần tự nhanh chóng hơn. Ví dụ, để đi từ số 2 lên sô 3 ở hộp số hình chữ "H", bạn phải thao thác cần số bằng cách đẩy cần lên 2 lần (từ số 2 đẩy lên về "mo" rồi đẩy lên nữa vào số 3). Thao tác thế làm mất thời gian. Ở hộp số tuần tự, bạn chỉ đơn giản đẩy cần số lên 1 lần mỗi khi đổi số.
2/ Kiểu vào số tuần tự mang tính nhất quán. Bạn không cần phải nghĩ " Xem nào, mình đang ở số 2, vậy phải đẩy hai cái nữa mới lên số 3". Bạn chỉ cần đơn giản đẩy cần số một lần -- chỉ một thao tác cho tất cả các số.
3/ Vị trí của tay cũng nhất quán. Với kiểu số hình chữ "H", vị trí của cần số luôn thay đổi, vì vậy bạn phải nghĩ xem nên đưa tay ra chỗ nào tùy theo bạn đang đi số mấy. Với hộp số tuần tự, cần số luôn luôn nằm ở một chỗ sẵn sàng cho số tiếp theo.
4/ Hộp số tuần tự không có sự ngạc nhiên. Nếu bạn vào nhầm số với hộp số chữ "H" trong khi đua (ví dụ: gài nhầm vào số 2 trong khi đang định lên số), nhầm lẫn tai hại này có thể làm động cơ nổ tung. Với hộp số tuần tự, điều này không bao giờ xảy ra.
Một ưu điểm khác của hộp số tuần tự là cần số chiếm ít không gian hơn trong cabin xe đua. Bạn chỉ cần không gian để thao tác đẩy/kéo cần số, không cần trái/phải.
Bức ảnh này cho thấy cần số của chiếc Motorola Champ. Cần số nằm bên phải tài xế. Xe này có hộp số tuần tự 6 tốc độ, như vậy thay vì sơ đồ hình chữ "H" ở những hộp số tay bình thường, cần số chỉ di chuyển trên một đường thẳng
Hầu hết các hộp số cho xe đua đều là hộp số tuần tự. Heo số quay bằng tay thông qua một cần số trong buồng lái hoặc quay bằng van điện từ, khí nén hoặc thủy lực được kích hoạt bằng điện tử. Trong trường hợp điện tử, tài xế có một cặp công tắc cần gạt trên vô lăng để điều khiển số mà không cần phải buông tay ra khỏi vô lăng.
Nhờ có các ưu điểm nêu trên mà hộp số tuần tự ngày càng xuất hiện nhiều hơn ở thị trường xe độ đẳng cấp cao. Một hộp số tay tuần tự khác với loại hộp số tự động "Tiptronic". Hệ thống Tiptronic có thể bắt chước cái cần sô của hộp số tuần tự. Tuy nhiên, do hộp số tiptronic về cơ bản là một dạng hộp số tự động, nó vẫn còn cần đến bộ biến mô và thường vào số không nhanh bằng.
----------------
Nguồn: Howstuffworks. Tác giả: Marshall Brain
Chủ đề tương tự
